LED Red 3.0x3.0x2.1mm - 2.2V - 1.1W - 620nm 技術仕様

1. 製品概要

RF-E30AG-OUH-FSは、優れた信頼性と熱特性を備えたEMC（エポキシ樹脂モールドコンパウンド）パッケージを採用した高出力赤色LEDです。コンパクトな3.00mm×3.00mmのフットプリントと2.10mmの低背設計により、防犯監視、センサー、景観照明、汎用光学インジケータなど幅広い用途向けに設計されています。本LEDはRoHS準拠であり、耐湿性レベル3（MSL 3）に定格されているため、鉛フリーリフローはんだ付けプロセスに適しています。

2. 機械的詳細とパッケージ寸法

2.1 パッケージ外形

本LEDは、3.00mm×3.00mm×2.10mm（長さ×幅×高さ）の表面実装パッケージに収められています。上面図には、極性表示付きのクリアレンズが示されており、パッド①がアノード、パッド②がカソードです。側面図では、全高が2.10mmであることを示しています。底面図には、はんだパッドのレイアウトと寸法が示されており、アノードパッドは2.26mm×0.69mm、カソードパッドは1.45mm×0.50mm、2つのパッド間のピッチは0.46mmです。適切な放熱と機械的安定性を確保するための推奨はんだ付けパターンも提供されています。特に指定がない限り、すべての寸法の公差は±0.2mmです。

3. 電気的および光学的特性

3.1 順方向電圧と電流

試験条件IF = 500mA、Ts = 25°Cにおいて、順方向電圧（VF）の標準値は2.2V、最小値は1.8V、最大値は規定なし（開放）です。本デバイスは最大500mAの順方向電流と、最大1.1Wの消費電力に対応可能です。逆方向電圧の最大定格は5V、VR = 5Vにおける逆方向電流（IR）の最大値は10µAです。

3.2 光学特性

ドミナント波長（λD）は620nm（赤色）で標準値、半値幅（Δλ）は30nmです。500mAにおける光束（Φ）は標準で45lmです。配光角（2θ1/2）は90度であり、インジケータや照明用途に適した広いビームを提供します。ジャンクションからはんだ接合部までの熱抵抗（RTHJ-S）は14°C/Wで、効率的な熱伝達を保証します。

3.3 絶対最大定格

絶対最大定格は以下の通りです：消費電力1.1W、順方向電流500mA（ディレーティング考慮）、逆電圧5V、静電放電（HBM）2000V、動作温度範囲-40°C～+85°C、保存温度範囲-40°C～+100°C、ジャンクション温度115°C。パルス動作（1/10デューティサイクル、0.1msパルス幅）の場合、より高い電流が許容される可能性がありますが、ジャンクション温度制限を超えてはなりません。

4. 代表的な光学特性曲線

4.1 順方向電圧 vs. 順方向電流

The typical IV curve shows a non-linear relationship. At low currents (<100mA), the forward voltage rises steeply, while above 200mA the slope decreases, indicating the ohmic resistance of the die and package. At 500mA, the forward voltage is approximately 2.2V.

4.2 順方向電流 vs. 相対強度

相対光出力は、500mAまでの順方向電流に対してほぼ直線的に増加します。仕様範囲内では飽和効果は見られず、LEDが定格電流で効率的に駆動可能であることを示しています。

4.3 温度 vs. 相対強度

光出力は、はんだ接合部温度の上昇に伴い低下します。85°Cでは、相対強度は25°C時の値の約75%まで低下します。この熱ディレーティングは、システム設計において考慮する必要があります。

4.4 スペクトル分布

分光分布は約620nmにピークを持ち、半値全幅（FWHM）は30nmです。色は純粋な赤色であり、信号用照明や装飾用照明に適しています。

4.5 放射ダイアグラム

放射パターンはランバート型に類似しており、光軸から±45°の角度で強度が50%に低下します。これにより、広く均一な照明ビームが得られます。

4.6 はんだ付け点温度 vs. 順方向電流

最大許容順方向電流は、はんだ接合部温度の上昇に伴い減少します。85°Cでは、接合部温度を最大定格以下に保つため、推奨電流は約350mAに低減されます。

5. 信頼性試験項目と条件

本LEDは、JEDEC規格に基づく一連の信頼性試験により認定されています。主な試験は以下の通りです。

• リフローはんだ付け：260°C、最大10秒、3サイクル、10サンプル中0不良。
• 温度サイクル：-40°C～100°C、300サイクル、0不良。
• 熱衝撃試験: -40°C～100°C、100サイクル、不良0件。
• 高温保存試験: 100°C、1000時間、不良0件。
• 低温保存試験: -40°C、1000時間、不良0件。
• 寿命試験: 25°C、IF=500mA、1000時間、不良0件。

Failure criteria: forward voltage increase >1.1x upper spec limit, reverse current >2x upper spec limit, or luminous flux <0.7x lower spec limit.

6. パッケージ情報

LEDはテープ＆リール形式で包装され、1リールあたり3000個が収納されています。キャリアテープには極性表示付きの専用ポケット設計が施されています。リール寸法は、フランジ径330.2±2mm、ハブ径79.5±1mm、幅14.3±0.2mm、厚さ12.7±0.3mmです。各リールは乾燥剤と湿度インジケーターカードと共に防湿バッグに密封されます。外装箱の寸法は仕様書に記載されています（PDFには明示されていませんが、330mmリールでは標準的です）。ラベルには品番、規格番号、ロット番号、ビンコード、光束、主波長、順方向電圧、数量、およびデートコードが含まれます。

7. はんだ付けおよび実装ガイドライン

7.1 SMTリフローはんだ付けプロファイル

本LEDは鉛フリーリフローはんだ付けに対応しています。推奨プロファイルのパラメータは以下の通りです。

• 平均昇温速度：最大3°C/s（TsmaxからTpまで）
• 予熱：150°C～200°C、60～120秒
• 217°C以上の時間：最大60秒
• ピーク温度：260°C、ピークの5°C以内の時間：最大30秒、絶対ピーク時間（tp）：最大10秒
• 冷却速度：最大6°C/s
• 25°Cからピークまでの時間：最大8分

リフローはんだ付けは2回までとする。1回目と2回目の間に24時間以上経過した場合、LEDが吸湿し損傷する可能性がある。手はんだ付けは、はんだごて先温度300°C未満、3秒未満で1回のみ許可する。修理作業は推奨しない。必要な場合は、両頭はんだごてを使用し、事前に工程を検証すること。

7.2 取り扱い上の注意事項

• LEDの封止材はシリコーンであり、柔らかいため、ピックアンドプレースや実装時にレンズ表面に圧力をかけないでください。適切なノズルと適切な力を使用してください。
• 反ったPCBにLEDを実装したり、はんだ付け後に基板を曲げたりしないでください。
• はんだ付け後の冷却中は、機械的ストレスや振動を避けてください。
• 使用環境および接触する材料は、硫黄化合物が100PPM未満、臭素含有量が900PPM未満、塩素含有量が900PPM未満、臭素+塩素の合計が1500PPM未満である必要があります。
• 治具材料からの揮発性有機化合物（VOCs）がシリコーンに浸透し、変色を引き起こす可能性があります。使用前にすべての材料の適合性をテストしてください。
• 適切なESD保護を使用してください。本LEDは2000V HBMに対応していますが、それでも予防措置が必要です。
• 保存条件：アルミ袋開封前は、30°C以下、相対湿度75%以下で最長1年間保管可能。開封後は、30°C以下、相対湿度60%以下で168時間以内に使用すること。これを超えた場合は、60±5°Cで24時間以上ベークすること。
• 洗浄：イソプロピルアルコールを推奨。その他の溶剤を使用する場合は、パッケージを損傷しないことを事前に確認すること。超音波洗浄は推奨しない。

8. アプリケーションに関する考慮事項

本LEDは、光学インジケータ、景観照明、および一般照明向けに設計されています。駆動回路を設計する際は、電圧変動による過電流を防ぐために、必ず電流制限抵抗を組み込んでください。熱設計は極めて重要です。ジャンクション温度は115°Cを超えてはなりません。特に大電流で動作させる場合は、十分な放熱を確保してください。広い視野角（90°）と高い光束（500mA時45lm）により、面照明やバックライト用途に適しています。620nmの赤色は、警告灯、信号機、装飾用途に最適です。パルス動作時は、最大ジャンクション温度を超えないよう、デューティ比とピーク電流を注意深く制御する必要があります。

9. 動作原理

本LEDは、赤色波長に一般的なAlGaInP（アルミニウム・ガリウム・インジウム・リン）材料系からなる半導体p-n接合に基づいています。順方向バイアスが印加されると、活性領域で電子と正孔が再結合し、材料のバンドギャップに対応する波長の光子としてエネルギーを放出します。EMCパッケージは、堅牢で低応力の封止を提供し、ダイを保護するとともに、透明シリコーンレンズを通して効率的な光取り出しを可能にします。

10. 開発動向

高出力LEDのトレンドは、高効率化、優れた熱管理、小型化へと向かっています。本製品は、EMCパッケージと3.0x3.0mmのフォームファクタにより、コンパクトで信頼性の高い表面実装デバイスを求める業界の動向に合致しています。今後の開発では、さらに高い光束や改善された色安定性が期待されます。また、エポキシに代わるシリコーン封止の採用は、熱サイクルやUV暴露下での信頼性を向上させるための現在のトレンドでもあります。